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1、高考物理二轮复习专题限时训练带电粒子在电磁场中的运动专题限时训练9带电粒子在电磁场中的运动时间：45分钟一、单项选择题1如图，空间某地区存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为ma、mb、mc.已知在该地区内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动以下选项正确的选项是(B)AmambmcBmbmamcCmcmambDmcmbma分析：设电场强度为E、磁感觉强度为B、三个微粒的带电量均为q，它们遇到的电场力Eq方向均竖直向上微粒a在纸面内做匀速圆周运动，有Eqma
2、g；b在纸面内向右做匀速直线运动，有EqBqvbmbg；c在纸面内向左做匀速直线运动，有EqBqvcmcg；可得：mbmamc.2.医生做某些特别手术时，利用电磁血流计来监测经过动脉的血流速度电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成，磁极间的磁场是平均的使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，以以下图因为血液中的正负离子随血液一同在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差在达到均衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的协力为零在某次监测中，两触点间的距离为3.0mm，血管壁的厚度可忽视，两触点间的电势差为160V
3、，磁感觉强度的大小为0.040T则血流速度的近似值和电极a、b的正负为(A)A1.3m/s，a正、b负B2.7m/s，a正、b负C1.3m/s，a负、b正D2.7m/s，a负、b正分析：由左手定章可判断正离子向上运动，负离子向下运动，所以a正、b负，达到均衡时离子所受洛伦兹力与电场力均衡，所以有：qvBq，代入数据解得v1.3m/s.故正确答案为A.3(2018厦门检测)以以下图是速度选择器的原理图，已知电场强度为E、磁感觉强度为B，并互相垂直散布，某一带电粒子(重力不计)从P端沿图中虚线水平经过则该带电粒子(B)A必定带正电B速度大小为C可能沿QP方向运动D若沿PQ方向运动的速度大于，将必定
4、向下极板偏转分析：粒子从P端进入速度选择器沿题图中虚线水平经过，无论带正电仍是负电，电场力大小为qE，洛伦兹力大小为qvB，粒子做匀速直线运动，两个力均衡即大小相等，则qEqvB，可得粒子速度大小v，故A错误，B正确；若粒子从Q端沿虚线方向进入，无论带正电仍是负电，电场力与洛伦兹力在同一方向，不可以做直线运动，故C错误；若速度v，则粒子遇到的洛伦兹力大于电场力，粒子将偏转，只有当粒子带负电时，粒子向下极板偏转，故D错误4.以以下图，绝缘杆两头固定带电小球A和B，轻杆处于水平向右的匀强电场中，不考虑两球之间的互相作用，初始时杆与电场线垂直现将杆右移，同时顺时针转过90，发现A、B两球电势能之和不
5、变依据如图给出的地点关系，以下说法正确的选项是(B)AA必定带正电，B必定带负电BA、B两球所带电荷量的绝对值之比|qA|qB|12CA球电势能必定增添D电场力对A球和B球做功相等分析：电场力做功与路径没关，两个小球在杆右移、旋转后电势能都变化，而两个小球构成的系统的电势能不变，那么电场力对此中一个小球做正功，对另一个小球必定做负功，做功的绝对值同样，两个小球必定带异种电荷，但不可以正确判断每一个小球的电性，A、C、D错误；由电势能变化之和为零得E|qB|LE|qA|2L，即|qA|qB|12，B正确5在真空中的x轴上的原点处和x6a处罚别固定一个点电荷M、N，在x2a处由静止开释一个正点电荷
6、P，假定点电荷P只受电场力作用沿x轴方向运动，获得点电荷P速度大小与其在x轴上的地点关系以以下图，则以下说法正确的选项是(D)A点电荷M、N必定都是负电荷B点电荷P的电势能必定是先增大后减小C点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为21Dx4a处的电场强度必定为零分析：依据题图可知，点电荷的速度先增大后减小，说明电场力对点电荷P先做正功，后做负功，则M、N必定都是正电荷，且点电荷P的电势能必定是先减小后增大，所以选项A、B错误；因为在x4a处速度最大，说明点电荷M、N在此处产生的合场强为0，则有，所以QMQN41，选项C错误，D正确6.如图为洛伦兹力演示仪的构造图励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面
7、向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直电子速度大小可经过电子枪的加快电压来控制，磁场强弱可经过励磁线圈的电流来调理以下说法正确的选项是(B)A仅增大励磁线圈的电流，电子束径迹的半径变大B仅提升电子枪的加快电压，电子束径迹的半径变大C仅增大励磁线圈的电流，电子做圆周运动的周期将变大D仅提升电子枪的加快电压，电子做圆周运动的周期将变大分析：当仅增大励磁线圈的电流时，也就是增大磁感觉强度B，由牛顿第二定律知qvBm，得R，电子束径迹的半径变小，选项A错误；当仅提升电子枪的加快电压时，由qUmv2和qvBm得R，可知电子束径迹的半径变大，选项B正确；由T知，电子做圆周运动的周期T与速度v大
8、小没关，所以选项C、D错误二、多项选择题7正负电子对撞机的最后部分的简化表示图以以下图(俯视图)，位于水平面内的粗实线所示的圆环形真空管道是正、负电子做圆周运动的“容器”，经过加快器加快后，质量均为m的正、负电子被分别引入该管道时，拥有相等的速率v，它们沿着管道向相反的方向运动在管道中控制它们转变的是一系列圆形电磁铁，即图甲中的A1、A2、A3、An共有n个，平均散布在整个圆环上，每组电磁铁内的磁场都是磁感觉强度同样的匀强磁场，而且方向竖直向下，磁场所区的直径为d(如图乙)，改变电磁铁内电流的大小，即可改变磁场的磁感觉强度进而改变电子偏转的角度经过精准的调整，第一实现电子在环形管道中沿图甲中虚
9、线所示的轨迹运动，这时电子经过每个电磁场所区时射入点和射出点都是电磁场所区的同向来径的两头，如图乙所示若电子的重力不计，则以下有关说法正确的选项是(ACD)A负电子在管道内沿顺时针方向运动B电子经过每个电磁铁偏转的角度是C碰撞点为过入射点所在直径的另一端D电子在电磁铁内做圆周运动的半径为R分析：电子在运动的过程中受力的方向指向圆心，依据左手定章可知，负电子在管道内沿顺时针方向运动，故A正确；电子经过n个磁场的偏转后转过的角度是2，经过每个电磁铁偏转的角度是，故B错误；由题意，第一电子在环形管道中沿题图甲中虚线所示的轨迹运动，电子经过每个电磁场所区时，射入点和射出点都是电磁场所区的同向来径的两头
10、，所以碰撞点为入射点所在直径的另一端，故C正确；由电子经过每个电磁铁偏转的角度是，由几何关系知，sin，得R，故D正确8电荷量为q、质量为m的滑块和电荷量为q、质量为m的滑块同时从完满同样的圆滑斜面上由静止开始下滑，设斜面足够长，斜面倾角为，在斜面上加以以下图的磁感觉强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，对于滑块下滑过程中的运动和受力状况，下边说法中正确的选项是(不计两滑块间的互相作用)(ACD)A两个滑块先都做匀加快直线运动，经过一段时间，q会走开斜面B两个滑块先都做匀加快直线运动，经过一段时间，q会走开斜面C当此中一个滑块恰好走开斜面时，另一滑块对斜面的压力为2mgcosD两滑块运动过
11、程中，机械能均守恒分析：当滑块开始沿斜面向下运动时，带正电的滑块受的洛伦兹力方向垂直斜面向上，带负电的滑块受的洛伦兹力方向垂直斜面向下，开始时两滑块沿斜面方向所受的力均为mgsin，均做匀加快直线运动，跟着速度的增大，带正电的滑块受的洛伦兹力渐渐变大，当qvBmgcos时，带正电的滑块恰能走开斜面，A正确，B错误；因为两滑块加快度同样，所以在带正电的滑块走开斜眼前二者在斜面上运动的速度总同样，当带正电的滑块走开斜面时，带负电的滑块受的洛伦兹力也知足qvBmgcos，方向垂直斜面向下，斜面对滑块的支持力大小为qvBmgcos2mgcos，故滑块对斜面的压力为2mgcos，C正确；因为洛伦兹力不做
12、功，故D正确9(2018河南天一大联考)以以下图，人工元素原子核Nh开始静止在匀强磁场B1、B2的界限MN上，某时辰发生裂变生成一个氦原子核He和一个Rg原子核，裂变后的微粒速度方向均垂直于B1、B2的界限MN.氦原子核经过B1地区第一次经过MN界限时，距出发点的距离为l，Rg原子核经过B2地区第一次经过MN界限时，距出发点的距离也为l.则以下有关说法正确的选项是(BC)A两磁场的磁感觉强度为B1B2111141B两磁场的磁感觉强度为B1B21112C氦原子核和Rg原子核各自旋转第一个半圆的时间比为2141D氦原子核和Rg原子核各自旋转第一个半圆的时间比为111141分析：原子核裂变的方程为N
13、hHeRg.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，偏转半径为r，由题意可知二者偏转半径相等，因为氦核和Rg原子核由静止裂变生成，动量守恒，即m1v1m2v2，所以有q1B1q2B2，解得，B正确，A错误；又因为T，q1B1q2B2，所以，粒子在第一次经过MN界限时，均运动了半个周期，所以，C正确，D错误10(2018河北邢台质检)以以下图，A、B为一匀强电场中同一电场线上的两点，此刻A、B所在直线上某一点固定一电荷Q，此后在A点由静止开释一点电荷q，结果点电荷q运动到B时的速度为零，若点电荷q只受电场力作用，则以下结论正确的选项是(ACD)A电荷Q与点电荷q必定是同种电荷B电荷Q必定在A点的左边
14、C点电荷q的电势能必定是先减小后增大DA、B两点电必定定相等分析：由题意分析知电荷Q应在点A、B的外侧，假如Q在A点左边，点电荷q从A由静止开释运动到点B时速度为零，说明点电荷q先做加快运动后做减速运动，在A、B连线某一地点合场强为零，这时Q和q是同种电荷，同理分析，假如Q在B点的右边，则Q和q必定是同种电荷，A项正确，B项错误；因为只有电场力做功，所以动能与电势能之和不变，且两种能互相转变，又知q的速度先增大后减小，则其电势能先减小后增大，C项正确；因为点电荷q在A、B两点的动能均为零，所以点电荷在A、B两点的电势能相等，则A、B两点电势相等，D项正确三、计算题11(2018福建厦门质检)以
15、以下图，圆滑、绝缘的水平轨道AB与四分之一圆弧轨道BC圆滑连结，并均处于水平向右的匀强电场中，已知匀强电场的场强E5103V/m，圆弧轨道半径R0.4m现有一带电荷量q2105C、质量m5102kg的物块(可视为质点)从距B端s1m处的P点由静止开释，加快运动到B端，再圆滑进入圆弧轨道BC，重力加快度g10m/s2.求：(1)物块在水平轨道上加快运动的时间和抵达B点的速度vB的大小；(2)物块刚进入圆弧轨道时遇到的支持力NB的大小分析：(1)在物块从开始至运动到B点的过程中，由牛顿第二定律可知：qEma又由运动学公式有：sat2解得：t1s又因：vBat得：vB2m/s(2)物块刚进入圆弧轨道时，在沿半径方向由牛顿第二定律，有：NBmgm解得：NB1N.答案：(1)1s2m/s(2)1N12.以以下图，在xOy平面内0xL的范围内存在着电场强度方向沿x轴正方向的匀强电场，一质量为m、电荷量为q的粒子从坐标原点
